SK42793A3

SK42793A3 - System and method for eliminating interlace motion artifacts in captured digital video data

Info

Publication number: SK42793A3
Application number: SK42793A
Authority: SK
Inventors: Albert E Durr
Original assignee: Ibm
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1991-10-29
Publication date: 1993-07-07
Also published as: IL99743A; JPH0738834A; SG43723A1; IL99743A0; WO1992008316A1; US5191413A; RU2113770C1; JP2946871B2; EP0483957A1; CZ78893A3; IE913805A1; DE69120499T2; HU223699B1; HU9301264D0; IE75906B1; PL167349B1; HUT64663A; ZA918467B; EP0483957B1; CZ284194B6

Description

Oblast techniky

Vynález sa týka zachycovania obrazov a zobrazovacích systémov, a konkrétnejšie systému a spôsobu na generovanie obrazových dát s kompenzovaným pohybom z obrazových dát dvoch polí prekladaných obrazových prvkov.

Doterajší stav techniky

V číslicovej video-technike sa už dlhú dobu používajú systémy pre zachycovanie a digitalizovanie analógových nehybných obrazov v rôznych formátoch, ako je zložený video-obraz alebo RGB. Takéto zachycovanie môže mat v typickom prípade formu živého zachycovania, pri ktorom je obraz plne digitalizovaný tak, ako bol prijatý, a druhej kategórie, v ktorej je zachycovací proces rozdelený v čase a môže zahrňúvať zložky odvodené od niekoľkých obrazových polí videodát.

Príkladom posledného prípadu je sekvenčné RGB zachycovanie, pričom nevýhodou tejto kategórie je to, že aby sa predišlo rozmazaným obrazom, musí cieľ zostat relatívne nepohyblivý počas snímania. Tento problém však existuje pri generovaní neúmyselného pohybu video-obrazov i pre živé zachycovanie relatívne nepohyblivého obrazu z prekladaného video-signálu. Pri prekladanom video-signále, ktorý je obvyklý vo videotechnike, je jediné obrazové pole v skutočnosti zložené z dvoch obrazov alebo polí braných v rozpätí napríklad 1/60 sekundy. Prvý obraz môže obsahovať párne očíslované snímacie riadky a druhý obraz pozostáva z nepárnych snímacích riadkov, vložených alebo prekladaných medzi párne snímacie riadky po zobrazení prvého obrazu, na spôsob prekladania, ku ktorému dochádza pri miešaní balíčku kariet. Príklad tejto prekladacej formy snímania je možné nájst v bežne vysielanej televízii s rastrovo snímanými obrazmi.

Ako v predchádzajúcom prípade, vzniká problém u nestacionárneho cieľa, predkladaného zachycovacej kamere, kedy sú zachycova2 né tieto dve polia vzájomne priľahlé v čase, i keď k zachycovaniu v rade za sebou dochádza v rozpätí 1/60 sekundy. Ako praktický príklad je možné uviesť, že ak predmet pohybuje rukou počas zachycovacieho procesu, budú generované po sebe nasledujúce polia, ktoré zachytia ruku v dvoch zreteľne odlišných polohách. Činnosť typických prekladacích systémov však vyžaduje, aby obidve polia boli plynulé obnovované striedavo na obrazovke. Výsledkom toho môže byť dojem ruky vystavenej nekľudnému alebo trasúcemu sa pohybu pri kmitočte 30 krát za sekundu, čo vedie k vysoko nežiaducim obrazom.

V snahe riešiť tento problém boli vyvinuté systémy, ktoré odstraňujú všetky snímacie riadky združené s jedným zo striedajúcich sa polí. Zrejmý nežiaduci výsledok toho je samozrejme podstatná strata rozlišovacej schopnosti obrazu, čoho príklad je možné ľahko vidieť u spotrebiteľských kazetových videoprehrávačov. Väčšina páskových videoprehrávačov zahrňuje mód pozastaveného obrazového poľa. Vzhľadom k mechanickým obmedzeniam na hlavách video-zariadení a pod. tento mód zobrazuje jediné pole s 240 snímacími riadkami, pričom len polovica obrazového poľa so 480 snímacími riadkami je priradená spotrebiteľskému video-zariadeniu. Toto je vnímané na pohľad ako podstatné zníženie obrazovej kvality z obrazu s plnou rozlišovacou schopnosťou na videopáske pred prehrávaním pozastaveného obrazu.

Iná snaha po riešení tohto problému sa popisuje v pat. spise USA č.A-4 845 557- Tento spis popisuje techniku rušenia pohybu poľa pri zobrazovaní prekladaných video-obrazov, ktorá vytvára obrazové pole s potlačeným pohybom bez použitia pevného prahu na detekciu pohybu. Jedno z oboch polí sa volí na ponechanie ako nezmenené a druhé pole sa vyšetruje na určenie pohybu. Ak sa taký pohyb zistí, hodnota obrazového prvku sa nahradí interpolovanou hodnotou.

Z vyššie uvedených, ako aj z iných dôvodov, sú veľmi žiaduce systém a spôsob na zaisťovanie zlepšenia zachycovacích a zobrazovacích systémov video-obrazov, ktoré by mohli vylúčiť pohybové javy, ako je nežiaduce trasenie obrazu u rýchle sa pohybujúcich zložiek a pod. zo zachyteného obrazu, pričom by sa súčasne zachovala väčšina z rozlišovacej schopnosti plne prekladaného obrazu.

Podstata vynálezu

Vynález prináša systém a spôsob pre digitalizované video-obrazy zachytených analógových videodát, ktorý vylučuje pohybové javy pri živom zachycovaní, pričom súčasne v podstate zachováva rozlišovaciu schopnosť pôvodného prekladaného obrazu. Najprv sa zachycuje alebo digitalizuje nepohyblivý obraz z prekladaného video-zdroja pri použití akéhokoľvek počtu na trhu dostupných digitalizačných video-systémov. Toto zachycovanie zahrňuje vo výhodnom uskutočnení prvé a druhé po sebe nasledujúce polia, ktoré tvoria úplné obrazové pole- Tieto polia sú potom spracovávané číslicovo tak, že určujú plochy pokazené relatívnym pohybom cieľa. V týchto plochách obrazových prvkov, kde je takýto pohyb zistený, sa uskutočňuje nahrádzanie hodnôt obrazových prvkov v jednom poli na základe odhadu odvodeného od obrazových prvkov v zvyšnom poli.

Vo výhodnom uskutočnení sa snímajú číslicovým procesorom rozdiely medzi poľami vo zvislom smere súvisle cez niekoľko obrazových prvkov, ktoré sú tiež väčšie, než vnútropoľný detail v uvedenej ploche, a to preto, aby sa najskôr identifikovali plochy s trasúcim sa pohybom. V týchto plochách zisteného pohybu bude len jedno pole, ďalej označované ako prvé alebo párne pole, obsahovať obrazové prvky nezmenené z ich pôvodného stavu zachytenia. Pokiaľ ide o zostávajúce druhé alebo nepárne polia, zmení operátor každý z obrazových prvkov v tomto druhom alebo nepárnom poli podľa vynálezu.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Nové znaky, ktoré sú považované za charakteristické pre vynález, sú zhrnuté v patentových nárokoch. Vynález sám, ako i jeho ďalšie znaky a výhody, bude však ľahšie pochopený na základe nasledujúceho popisu výhodného uskutočnenia s odvolaním na pripojené výkresy. Na týchto výkresoch znázorňuje obr. 1 funkčnú blokovú schému počítačovo riadeného zachycovacieho a spracovávacieho systému video-obrazov, obr. 2 podrobnejšiu blokovú schému systému z obr. 1, obr. 3 schému nepárnych a párnych obrazových prvkov polí obrazu zachyteného a zobrazovaného systémom z obr. 1 a 2 a obr. 4 vývojový diagram spracovávania systémom zachyteného obrazu, systémom z obr. 1, pre dosiahnutie vylúčenia pohybových javov z prekladania.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Najprv bude poskytnutý všeobecný popis reprezentatívneho systému pre zachycovanie, digitalizovanie, spracovávanie a zobrazovanie video-obrazov z odvolaním na obr. 1 a 2. Potom bude nasledovať podrobný popis systému a spôsobu podľa vynálezu použitého v systéme z obr. 1 a 2 pre vzájomnú interakciu s obrazovými dátami zachytenými a uloženými v systéme tak, aby sa dosiahlo požadované vylúčenie prekladacieho pohybu predmetu. Jeden takýto systém, ktorý sa môže použiť spôsobom znázorneným na obrázku t a 2, je audiovizuálne spojenie (Audio Visual Connection) alebo AVC systém, ktorý zahrňuje tak hardware ako aj Software potrebný pre vyššie uvedené zachycovanie, spracovávanie a zobrazovanie videodát vyrobené IBM Corporation, Armonk, New York. Podpornú dokumentáciu pre takýto systém možno nájsť v nasledujúcich publikáciách, na ktoré sa tu odvolávame ako na súčasť popisu, a ťo= IBM Audio Visual Connection User’s Guide a Video Capture Adaptér Instalation a Technical Reference Manual.

Ako je zrejmé vo výkresoch a najmä na obr. 1, je tu znázornená bloková schéma pre číslicový počítačový systém 10, ktorý môže byt použitý v súlade so systémom a spôsobom podľa vynálezu. Ako je zrejmé, systém 10 môže mat s výhodou formu číslicového osobného počítača a zahrňuje klávesnicu 6 pre poskytovali i e užívateľského vstupu, ktorá je pripojená k centrálnej jednotke alebo hostiteľskému PC 4 spôsobom dobre známym v tomto odbore. V hostiteľskom počítači 4 sú zahrnuté pamäťové zariadenia, ktoré môžu obsahovať tak energeticky závislé ako aj energeticky nezávislé pamäťové zariadenia a ktoré môžu zahrňovať pomocné pamäťové zariadenia, ako je magnetický disk alebo pásková pamäť.

Hostiteľský počítač 4 je tiež viacerým neznázorneným pohonným prostriedku spôsobom dobre známym viditeľného riadiacich k zobrazovacej jednotke viacerým monitorom 7. zobrazovacia jednotka 5 pripojený k jednej alebo jednotkám zobrazovacieho v odbore, pre zaistenie zobrazenia video-obrazov pripojením vhodných a dátových signálov z hostiteľského počítača 4 5 video-obrazov a k jednému alebo Odborníkom v odbore a monitor 7 môžu bude zrejmé, že byt tvorené radom zariadení, ako zariadenia uspôsobené pre prijímanie analógových video-signálov v meniacich sa formátoch, ako napr. RGB, Y/C,

NTSC, PAL a pod.

V systéme 10 znázornenom na obr. 1 je ďalej zahrnutá videokamera 3 majúca analógové spojovacie vedenie 32 obrazových signálov k hostiteľskému počítaču 4. Kamera 3 je znázornená ako zameraná na predmet 2 majúci vizuálne obrazy, ktoré majú byt digitalizované systémom 10. I keď pre jednoduchost je predmet 2 znázornený ako nepohyblivý, bude zrejmé, že pre získanie maximálneho úžitku z vynálezu, ako je tu popisovaný, môže výhodnejšie mat predmet formu pohyblivého predmetu, ako je človek, vozidlo a pod., ktorého obraz, keď je zachytený, dáva vznik rozmazaného efektu, na ktorý sa vynález zameriava. Spôsobom ako bol popísaný vyššie, potom kamera 3 bude prevádzat vizuálny obraz predmetu 2 na analógové elektronické signály vedené na spojovacie vedenie 32 do hostiteľského zariadenia 4, kde budú následne digitalizované, spracovávané a znovu prevádzané do analógovej formy pre výstup na analógovom výstupnom spojovacom vedení 34 a sú následne zobrazované na jednom alebo viacerých monitoroch 7. Systém 10 môže samozrejme zahrňovat iné zložky, ako je všeobecný číslicový počítač a zobrazovacie časti, pričom systém môže byt s výhodou implementovaný pomocou počítača IBM Model č- 80 PS/2, vyrábaného International Business Machines

Corporation, Aronk, New York.

Hostiteľské zariadenie 4, ako je obvyklé u osobných počítačov, zahrňuje zbernicový systém uľahčujúci dáta, riadenie a adresovanie vstupov a výstupov do rôznych zložiek systému spôsobom dobre známym v odbore. Najmä s ohľadom na vyššie zmienený hostiteľský počítač 4 Model 80 sa použije zbernicový vzťahuje aj na použitie Podrobnejšie informácie systém Micro Channel™ (obchodná značka IBM), ktorý je žiaduci v prednostnom vyhotovení systému .10. Vynález však nie je určený na to, aby bol obmedzený na zvláštnu zbernicovú štruktúru, ale sa s inými zbernicovými štruktúrami, týkajúce sa tejto mikrokanálovej zbernicovej štruktúry a jej činnosti je možné nájsť v technických príručkách doložených k zariadeniu Model 80, na ktoré sa tu odvolávame ako na súčasť popisu.

I keď pri systéme 10 znázornenom na obr. 1 boli znázornené analógové videosignály na spojovacom vedení 32 ako pochádzajúce z kamery 3, je zrejmé, že takýto zdrojový analógový materiál video-obrazov môže byť generovaný z radu iných zdrojov, ako sú známe VCR a VTR (páskový video-prehrávač) a pod. a vynález nie je určený k tomu, aby sa obmedzil na použitie s určitým zvláštnym zdrojom pre generovanie takýchto analógových signálov. Ako je dobré známe v odbore, môžu byt tieto zdroje analógových videosignálov v rade formátov, ako je vyššie uvedený RGB, Y/C, zložený obrazový signál, číslicový systém, alebo iné formáty. I keď na obr. 1 je znázornený formátovanej obrazovej informácie, skupinu viacformátových zdrojov v hostiteľskom zariadení 4 alebo dát, ich spracovania a následné opätovné prevádzanie na analógové obrazové signály pre súčasné prehrávanie na jednom alebo viacerých zobrazovacích zariadeniach. Na obr. 1 je znázornený počítačový monitor 5, ktorý obvykle obsahuje časť obecného počítačového systému zahrňujúceho hostiteľské zariadenie 4a je používaný pre bežné účely vstupu a výstupu do hostiteľského zariadenia 4. Ako už bolo poznamenané, bol však ďalej zahrnutý monitor 7 pre zobrazovanie týchto znovu prevedených analógových videosignálov.

Pokiaľ ide o zbernicové štruktúry združené s osobnými počítačovými systémami IX), je vhodné zaistiť v rôznych hostiteľských zariadeniach 4, ktoré sú k dispozícii, väčší počet adaptérových dosiek alebo rozlišovacích blokov. Účel týchto blokov je umožniť konfigurovanie systému podľa potreby pre vykonávanie požadovaných funkcií- Adaptérová doska v jednom len jeden zdroj je dobré známe, že pre takejto vynález nasledujúcu príslušných môže použiť d i g i ta1 i zác i u video-obrazov ich z blokov ponesie konektory pre prijímanie surových analógových obrazových zdrojových dát v rôznych formátoch a multiplexovací a riadiaci hardvare a pod. na doske, ktorá pri riadení počítačom s prepojovaním s vyššie uvedenou zbernicou, zvolí jeden z týchto signálov pre digitalizáciu. Táto adaptérová doska bude ďalej zahrňovať analógovo-číslicovú obvodovú sústavu potrebnú pre digitalizáciu tohoto predoin zvoleného signálu. Vzhľadom k vzájomnému spojeniu adaptérovej dosky so zbernicou bude zrejmé, že príslušný znak vynálezu je zameraný pre zaistenie spracovania a editáciu tohoto takto digitalizovaného obrazu pri riadení hostiteľským počítačom 4 cez zbernicu pre vylúčenie pohybu predmetu spôsobom, ktorý bude popísaný. Dalšiou funkciou tejto adaptérovej dosky je opätovne prevádzať spracovanú a editovanú digitalizovanú obrazovú informáciu do analógovej formy, pričom takáto funkcia je takisto zaistená na doske vytvorením zodpovedajúcej obvodovej sústavy pre čísiicovo-analógový prevod.

Konečne pokiaľ ide o prednostné vyhotovenie, ktoré bude ďalej podrobnejšie popísané, je na adaptérovej doske umiestnená kódovacia obvodová sústava, v dôsledku ktorej sú digitalizované obrazové signály, keď sú opätovne prevádzané do rôznych formátov. Na doske je umiestnený rad konektorov, nesúcich každý rôzny z týchto opätovne prevádzaných digitalizovaných signálov v príslušnom odlišnom z bežných analógových obrazových formátov. Pripojením monitoru ku každému z takýchto konektorov prispôsobených pre prijímanie uvedeného zvláštneho signálového formátu tak dochádza k súčasnému prehrávaniu video-obrazov vo viacerých formátoch. Je treba poznamenať, že toto opätovné prevádzanie podlieha tiež riadeniu počítača 4, pretože adaptérová a priradená kódovacia obvodová zostava sú zasunuté do prepojovacej zbernice počítača 4.

Na obr. 2 je znázornený podrobnejší funkčný blokový diagram systému 10 z obr. 1, ktorý bude teraz podrobnejšie popísaný. Ako je znázornené spojovacím vedením 32, sú vstupné signály v rôznych formátoch prijímané obrazovým adaptérom 16 podľa vynálezu. Obrazový adaptér 16 je pripojený k hostiteľskému systému 12 poháňacou jednotkou 18 zobrazovacieho video-zariadenia, ktoré hostiteľského zariadenia znázornenú vedením, a to prijíma stav z adaptéra na vedeniach 36 a vysiela povely a dáta do registrov adaptéra 16 na vedení 38. Zbernica systému 10 je čiastočne znázornená graficky výstupom na vedení 26 vychádzajúcom z adaptéru 16 do obrazových vyrovnávacích pamätí 28 vnútri hostiteľského procesora 12. Ďalšia funkcia tejto zbernice je znázornená vedením 30 udávajúcim, že informácia uložená v tejto obrazovej vyrovnávacej pamäti 28 môže byt zavedená do hostiteľskej pamäti, ako je harddisk

12. Z pamäti 22 cez zbernicu, opäť vedením 24, môžu byt dáta prijímané z disku a vedené spät do vyrovnávacej pamäti 28 hostiteľského zariadenia 12. Z týchto vyrovnávacích pamätí 28 sa môžu dáta tiež čítat a potom vysielať späť cez hostiteľské zbernicové spojenie do adaptéra 16 po vedení 32 pre vedenie obrazových dát do obrazovej pamäti adaptéra 16.

Poháňacia jednotka 18 video-zariadenia má aplikačné programovacie rozhranie 20 obrazovej informácie, priamo prepojenie, ako je znázornené vedením 15, hostiteľského systému 12 pre zachycovanie obrazov schopnosťou- Aplikačné programovacie rozhranie 20 zaisťuje mikropovely pre zachycovací a editačný proces obrazov, ktoré sú nakoniec dosávané do video-adaptéra 16 cez poháňaciu jednotku 18 zariadenia. V dôsledku vykonávania programu 14 zachycovanie a editácia obrazu sú vysielané po vedeniach 40 do systémového stavová informácia je prijímaná po vedeniach 42 zo procesora hostiteľského systému 12. To má zä zobrazovaný na obrazovke jedného alebo z obr. 1. Obrazovka 17 hostiteľského ktoré vytvára ; funkciou 14 a s editačnou procesora a systémového následok, že obraz viacerých monitorov systému 12 bude ie zobrazovaníe spravidla rezervovaná pre nezdrojového materiálu, t. j. bežnejších vstupných a výstupných dát združených s osobnými počítačovými systémami. Takéto dáta zahrňujú operátorov vstup z klávesnice 6, užívateľskou prepojovacou informáciou z hostiteľského systému 12 pre priebeh zachycovací ch a zobrazovacích znakov podľa vynálezu- Zobrazovaný obraz môže byť živý alebo zložený obraz zahrňujúci obrazy riadené funkciou zvolenou zachycovacím a edičným video-modulom - Dráha 15 medzi zachycovacou a editačnou video-funkciou 14 a aplikačným programovacím rozhraním 20 je prostredníctvom mikropovelov, ktoré sa potom prevádzajú na jednotlivé oddelené povely a stavové požiadavky po vedeniach 36 a 38. Ako už bolo uvedené, sú funkcie udávané vedeniami 32, 30, 24 a 26 všetky prevádzané samotnou zbernicou systému 10 a spravidla predstavujú vstupy a výstupy disku 22 a vstupy a výstupy adaptérovej dosky 16Z vyššie uvedeného bude zrejmé, že akonáhle bol raz obraz zachytený vo forme digitalizovaných reprezentácií obrazových prvkov rôznych obrazových polí obrazových dát pomocou systému znázorneného na obr. 1 a 2, môže byt pre hostiteľský procesor 12 použitý Software pre manipuláciu s takýmito dátami požadovaným spôsobom. Je samozrejme znakom vynálezu zaistiť taký počítačom riadený proces pre prácu s týmito digitalizovanými dátami požadovaným spôsobom podľa vynálezu. Tak môže byť aplikačný program podľa vynálezu prispôsobený pre prepojovanie s aplikačným programovacím rozhraním 20 tak, aby sa dosiahlo požadovanej manipulácie a transformácie týchto číslicových reprezentácii obrazových prvkov uložených na disku 22 osobného počítača a vyrovnávacích pamätiach 28. Tieto modifikované reprezentácie budú potom obnovené na disku 22 osobného počítača alebo môžu byť vydávané video-adaptérom 16 ako analógový signál 34 pre zobrazovanie zlepšeného obrazu, ktorý tak mal prekladacie pohybové javy vylúčené spracovávacim softvarom vzájomne spolupôsobiacim so systémom 10.

Teraz, keď bol popísaný zachycovací systém, bude nasledovať s odvolaním na obr. 3a 4 podrobný popis spracovávania týchto číslicových reprezentácií zachytených obrazových prvkov spracovávacím aplikačným programom 49 podľa vynálezu.

Je treba pripomenúť, že systém a spôsob podľa vynálezu si podržuje väčšinu z rozlišovacej schopnosti plne prekladaného obrazu, pri súčasnom eliminovaní trasenia rýchle sa pohybujúcich zložiek obrazu. Vo výhodnom uskutočnení sa toto dosahuje dvoma krokmi. Prvý krok identifikuje tie plochy obrazu, ktoré sa trasú alebo sú nekľudné, napríklad vykazujúci nežiaduci šumový pohyb a druhý krok odstraňuje druhé pole len v týchto identifikovaných plochách tým, že poskytuje náhradu odhadom pre obrazové prvky druhom poli. Strata rozlišovacej na malé plochy, ktoré vzhľadom k rýchlemu pohybu aj tak neboli nijako ostro vymedzené.

V prvom kroku identifikovania plôch, ktoré sa trasú, tak bude možné konštatovat, že takéto plochy trasúce sa vzhľadom k pohybu majú jedinečné vlastnosti, ktoré pozorovateľa, čo môže byt tiež

V trasúcej sa ploche je medzi týmito dvoma obrazových prvkov, v týchto plochách, založeným na schopnosti je tak obmedzená ich identifikujú pre oko identif ikované počítačovým veľký rozdiel nízkeho poľami- Tento rozdiel bez toho aby zmenil systémom 10. priestorového kmitočtu sa nachádza na rade znamienko.

Predmet najľahšie zamieňaný za trasenie je žiaduci detail vysokého priestorového kmitočtu- I keď tento detail môže vytvoriť veľký rozdiel medzi dvoma poľami, tento rozdiel poľa je veľmi zriedka nízky priestorový kmitočet, t.

a veľkost tohoto rozdielu medzi poľami sa Detail pri najvyšších doprevádzaný v zvislom smere, je tiež temer vždy priestorových kmitočtoch.

j. že jeho Znamienko rýchle mení, obzvlášt priestorových kmitočtoch detailom pri nízkych

Detail vyššieho priestorového kmitočtu jedného poľa je na polovici najvyššieho kmitočtu obrazového poľa, a pretože prichádza z Tento detail vnútri rozdiel medzi poľami jediného poľa, nie je pokazený trasením, poľa preto vytvára prah, pod ktorým je pravdepodobne detail medzi poľami. Pre identifikovanie pohybového trasenia sa preto podľa znaku vynálezu vyšetrujú digitalizované reprezentácie zachytených obrazových prvkov rozdiely medzi poľami, ktoré sú prítomné v zvislom smere a súvisle po niekoľkých obrazových prvkoch <t. j., že majú rozdiely medzi poľami s nízkym priestorovým kmitočtom, a ktoré majú väčšiu veľkost, ako je nitropolný detail v tejto ploche.

plochách pohybu

Ako ukazuje obr.

budú ponechané len obrazové prvky týkajúce sa jedného poľa. To sa označí ako prvé alebo párne pole tvorené znázornenými na obr. 3. Druhé nepárne pole tvorené nepárnymi párnymi obrazovými prvkami poľa 50, pole sa označí ako druhé alebo prvkami poľa 52. Spôsob podľa vynálezu mení len nepárne pole a obmedzuje prvky poľa, na ktorých môže operácia prebiehat, na polovicu celkového množstva obrazových prvkov. Ďalej popisovaný proces sa vykonáva na každom obrazovom prvku obrazovom prvku v tomto nepárnom poli. Výsledok v každom nesmie ovplyvniť následné výpočty. Jeden zo spôsobov, ako sa dá dosiahnuť tento cieľ, je vytvoriť druhý obraz predmetu pri práci z nezmeneného zdrojového obrazu. To by však bolo neúčinné, pretože len zriedka je obrazový prvok zmenený. Preto bude po popise obecného spôsobu s odvolaním na obr. 3 a 4 popísaný alternatívny spôsob.

Obr. 3 znázorňuje schématickú reprezentáciu časti obrazových prvkov tvoriacich zachytený obraz. Je treba pripomenúť, že tieto obrazové prvky budú vytvorené z dvoch skupín, a to prvých nepárnych obrazových prvkov 50 a druhého súboru párnych obrazových prvkov 54 prekladaných medzi nepárnymi obrazovými účely názornosti boli obzvláštnym z týchto priradené označenie ako obrazový prvok 56 (C₂), ktorého účel bude objasnený nižšie a vzťahuje sa na hodnotu šedej stupnice obzvláštneho obrazového prvku.

prvkami poľa. Pre obrazových prvkov

Pokiaľ ide i párne a nepárne obrazové prvky 50 a 52 poľa, môže byť definovaný rad rovníc:

Hi = Ai	- 2Bi	+ 2Ci	- 2Di	+ Ei	rovnica	la
H₂ = a₂	- 2B₂	+· 2C₂	- 2D₂	+ e₂	rovnica	lb
h₃ = a₃	- 2B₃	+ 2C₃	- 2D₃	+ e₃	rovn ica	lc

Ti =	! Ai	- 2Ci	+	Ei : +	: Bi	- Di i	rovnica	2a
Ti =	: a₂	- 2C₂	+	e₂ : +	: b₂	- d₂ :	rovnica	2b
T₃ =	: a₃	- 2C₃	+	e₃ : +	: b₃	- d₃ j	rovnica	2c

H = ! Hi + 2H₂ + H₃ : T = Ti + 2T₂ + T₃ rovnica 3a rovnica 3b

Vo výhodnom uskutočnení sa požaduje niekoľko charakteristických vlastností koeficenta C₂ a hodnota C₂ sa podľa toho nastaví. Najskôr zostane hodnota C₂ nezmenená, ak H delené

T je menej než zvolený prvý hodnota rovná priemeru B₂ a zvolený druhý prah. Konečne prah. Alternatívne je C₂ priradená D₂, ak H delené T je väčšie než je žiaduce nastaví Ľ C₂ na hodnotu medzi vyššie uvedenými dvoma prípadmi, kedy buď zostáva nezmenená alebo je jej priradený priemer B2 a D2, keď H delené T je medzi že hodnoty H z rovníc la detaily medzi poľami, prvkov v zvislom smere 2c predstavujú

2a obidvoma prahmi. Je treba poznamenať - lc predstavujú vysokofrekvenčné zasahujúce cez niekoľko obrazových s rovnakou fázou. Hodnoty T z rovníc relatívne prahy založené na vnútropoľnom detaile Prvé a druhé prahy sú nastavené empiricky priraďovanie prvej prahovej hodnoty 2 a

Ukazuje sa, že druhej prahovej hodnoty poskytuje dobré výsledky. Ak sú prahy príliš vysoké, niektoré pohybové javy nie sú odstránené. Ak sú príliš nízke, niektoré obrazové podrobnosti sú rozmazané.

Vodorovné priemerovanie hodnôt Ha T zmenšuje citlivosť na šum a na diagonálny detail. Koeficienty a usporiadavanie absolútnych hodnôt sú dôležité pre popísané filtrové charakteristiky vyvolané spracovávaním popísaných z odvolaním na obr. 3 a 4, aby sa zabránilo šumom a pod. Voľba takýchto koeficientov je prevedená pre zdôraznenie detekcie vyššie uvedených charakteristických vlastností pohybových javov, pričom sa súčasne obmedzuje zložitosť výpočtu na rozumnú úroveň.

S odvolaním na obr. 4 nasleduje podrobný popis vývojového diagramu pre spracovanie obrazových prvkov podľa vynálezu. Bude zrejmé, že tento vývojový diagram môže byť ľahko realizovaný v programovom kóde prevediteľnom systémom 10 pre dosiahnutie tu popísaných cieľov vynálezu, a že takýto kód môže byť realizovaný radom spôsobov ľahko zrejmých bežnému odborníkovi v obore s odvolaním na tento obrázok.

Spôsob je ďalej popisovaný vo vývojovom diagrame z obr. 4. Videokamera 60 je pripojená k zachycovaciemu video-adaptéru 62, ktorý zachycuje dve prekladané polia, z ktorých každé je oddeľované časovo od druhého a spolu tvoria plné obrazové pole. Blok 64 vyšetruje tento obraz na detail vysokého priestorového kmitočtu, ktrorý je kandidátom na pohybové javy. Veľkosť tohoto detailu H sa vypočítava pri použití vyššie uvedených rovníc. Blok 65 vyšetruje obraz na detail stredného kmitočtu pre určenie prahu citlivosti na rozlišovanie obrazového detailu z pohybových javov. Veľkosť prahu T sa vypočítava pri použití vyššie uvedených rovníc.

Ďalej sa detail vysokého kmitočtu porovnáva s prahom v bloku 68 pre určovanie u každého segmentu zachyteného obrazu, či plocha je pokazená pohybom a stupne pokazenia.

Medzitým blok 70 vylučuje všetky pohybové javy z obrazu. V prednostnom uskutočnení sa toto dosahuje tým, že sa odstráni jedno z dvoch polí zachytených blokom 62 a nahradí sa odhadom tohoto poľa, založeným len na zvyšnom poli. To poskytuje obraz bez pohybových javov, avšak so zmenšenou rozlišovacou schopnosťou.

V ďalšom kroku zmiešavací blok 72 volí a zmiešava medzi pôvodným obrazom na vedení 74 a obrazom bez pohybu, avšak so zníženou rozlišovacou schopnosťou na vedení 76 pri riadení výstupu bloku 68 pre detekciu pohybu. Táto voľba a zmiešavanie je členená na báze plocha po ploche. Je možné povšimnúť si to, že dočasná pozastavovacia funkcia bloku 70 musí byť v chode len na plochách zvolených detekciou pohybu bloku 68, čím sa šetrí výpočet času.

Konečne sa môže výsledný zmiešavaný obrazový výstup z bloku 72 previesť podobne ako na akýkoľvek číslicový obraz. Napríklad sa môže zavádzať do zobrazovacieho adaptéra 78 a prezerať na zobrazovacom video-monitore 80.

Vynález neobmedzuje dočasný pozastavovací blok 70 na to, aby pôsobil úplné odstraňovanie poľa, ale pripúšťa implementácie, pri ktorých sa informácia v tomto poli využije.

Napríklad blok 70 v niektorých aplikáciách bude vykonávať vzájomnú koreláciu na oboch poliach s väčším počtom posunov pre určenie veľkosti pohybu a potom uskutočňovaťť dočasnú pozastavovaciu funkciu zmiešavaním oboch polí po tom, čo jedno bolo relatívne posunuté voči druhému určenou veľkosťou pohybu.

Teraz bude popísaný výhodný proces pre prácu na hodnotách obrazových prvkov uložených v systéme 10. Ako bolo uvedené vyššie, tento proces odstraňuje potrebu vytvárania druhého obrazového produktu pri súčasnej práci z nezmeneného zdrojového obrazu, čím šetrí pamäť, pretože zmenené obrazové prvky sú spravidla ďaleko menej početné riež tie, ktoré zostávajú nezmenené.

Ako reprezentatívny príklad sa bude najprv predpokladať, že bol vypočítaný obraz majúci väčší počet obrazových prvkov lokalizovaných pre jednoduchosť pomocou hodnôt v osi X od 1 do 640 a v osi Y od 1 do 480 s prvým a druhým prahom majúcim hodnoty 2 a 3 pre účely ilustrácie.

Pre hodnoty X od 2 do 639 a hodnoty Y od 3 do 477, bude pomocou kroku 2 reprezentatívne prevedenie vynálezu najprv vypočítavať hodnoty H a hodnoty T a ukladať výsledok v matici 238 x 638 podľa rovníc la - lc a 2a - 2c.

Tiež pre hodnoty x od 2 do 639 a Y od 3 do 477 budú v krokoch vypočítavané hodnoty H a T. ako aj hodnoty X definované

X = H - T - T rovnica 4

Ak sa zistí, že X je rovné alebo menšie než 0, potom bude proces pokračovať do budúceho obrazového prvku a

X = X - T rovnica 5

Ak sa zistí, že X je väčšie než 0, potom sa obrazový prvok, na ktorom sa pracovalo podľa predchádzajúcich rovníc, nahradí priemerom obrazových prvkov nad ním a pod ním. Inak sa obrazový prvok nahradí vlastným priemerom a priemerom obrazových prvkov nad a pod ním.

Tým, že sa vopred vypočítajú hodnoty H a hodnoty T, obraz môže byť obmenený na mieste, čím sa šetrí mnoho času na pohybovanie obrazových prvkov, pretože veľká väčšina obrazových prvkov nebude v typickom prípade zmenená- Je treba poznamenať, že tiež hodnoty H a T sa vypočítavajú raz na polovicu obrazových prvkov a nie trikrát. Dalej je treba sl povšimnúť toho, že matice 238 x 638 môžu byť nahradené v prípade potreby dvoma maticami x 368. používanými opakovane pre väčšiu účinnosť.

Z vyššie uvedeného popisu tak bude zrejmé, že podľa vynálezu môže byť zachycovanie stacionárneho obrazu z prekladaného vyššie uvedeného popisu tak bude zrejmé, že podľa vynálezu môže byt zachycovanie stacionárneho obrazu z prekladaného obrazového zdroja zlepšované pre odstraňovanie nežiaducich pohybových javov z prekladania. V takomto systéme je zachycované prvé a druhé po sebe nasledujúce pole tvoriace plne záberové pole a digitalizované obrazové prvky sú potom spracovávané v týchto poliach za účelom určovania plôch pokazených rýchlym pohybom. Nakoniec sa v týchto zistených plochách rýchleho pohybu uskutočňuje nahrádzanie hodnôt obrazových prvkov jedného poľa obrazových prvkov v súlade s vyššie uvedenými zásadami odhadmi založenými na druhom poli.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Spôsob generovania obrazových dát s kompenzovaným pohybom z obrazových dát dvoch polí prekladaných obrazových prvkov, pri ktorom sa vypočítavajú pohybové dáta z obrazových dát (B2,C2,D2) nepárneho počtu zvisle usporiadaných priľahlých obrazových prvkov, vyznačujúci sa tým. že ak uvedené pohybové dáta sú menšie, než je prvý prah, potom sa ponechajú obrazové dáta (C2) stredného obrazového prvku uvedeného nepárneho počtu zvisle usporiadaných obrazových prvkov nezmenené; ak sú uvedené pohybové dáta väčšie, než druhý prah, potom sa nahradia obrazové dáta <C2) uvedeného stredného obrazového prvku prvými obrazovými dátami, ktoré majú hodnotu ležiacu medzi obrazovými dátami (B2, D2) dvoch zvisle usporiadaných priľahlých obrazových prvkov; a ak sú uvedené pohybové dáta väčšie, než je uvedený prvý prah, ale menšie, než je uvedený druhý prah, potom sa nahradia obrazové dáta CC2) uvedeného stredného obrazového prvku druhými obrazovými dátami majúcimi hodnotu ležiacu medzi uvedenými nezmenenými obrazovými dátami a uvedenými prvými obrazovými dátami.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že uvedené prvé obrazové dáta sa vypočítavajú ako priemerná hodnota obrazových dát (B2.D2) dvoch zvisle usporiadaných priľahlých obrazových prvkov.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že uvedené druhé obrazové dáta sa vypočítavajú ako priemerná hodnota uvedených nezmenených obrazových dát a uvedených prvých obrazových dát.
4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že uvedené pohybové dáta sa vypočítavajjú ako H delené T, kde: